Skutki energetycznego wykorzystania biomasy

Piotr Banaszuk; Agnieszka Wysocka-Czubaszek; Robert Czubaszek; Sławomir Roj-Rojewski

doi:10.53098/wir.2015.4.169/09

Autor

Piotr Banaszuk Autor jest pracownikiem Katedry Ochrony i Kształtowania Środowiska Politechniki Białostockiej
Agnieszka Wysocka-Czubaszek Autorka jest pracownikiem Katedry Ochrony i Kształtowania Środowiska Politechniki Białostockiej
Robert Czubaszek Autorka jest pracownikiem Katedry Ochrony i Kształtowania Środowiska Politechniki Białostockiej
Sławomir Roj-Rojewski Autor jest pracownikiem Katedry Ochrony i Kształtowania Środowiska Politechniki Białostockiej

DOI:

https://doi.org/10.53098/wir.2015.4.169/09

Słowa kluczowe:

biomasa, gazy cieplarniane, ochrona klimatu, źródła energii odnawialnej, rolnictwo

Abstrakt

Duży potencjał energetyczny biomasy stwarza szansę dla ochrony klimatu pod warunkiem jej racjonalnego wykorzystania. Niewłaściwe wytwarzanie biomasy może mieć negatywny wpływ na przyrodę i klimat. Wprowadzanie monokultur roślin energetycznych, zwłaszcza uprawianych bez prawidłowo prowadzonych zabiegów uprawowych oraz przy nadmiernym nawożeniu, może prowadzić do zwiększenia erozji wodnej i wietrznej, a także do zanieczyszczenia wód gruntowych i powierzchniowych. Zwiększanie powierzchni monokultur roślin energetycznych zaczyna wpływać negatywnie na kulturowy krajobraz wiejski. Kolejnym problemem jest wprowadzanie upraw energetycznych na cenne, z punktu widzenia bioróżnorodności, ekstensywnie użytkowane łąki i pastwiska „marginalne”. Zwiększenie produkcji biomasy energetycznej może być ważnym elementem wielofunkcyjnego rozwoju wsi i mieć korzystny wpływ na dochody rolników, jednakże jej produkcja może też stanowić konkurencję dla innych upraw, czego efektem będzie podwyżka cen żywności. Dlatego wykorzystanie biomasy na cele energetyczne powinno być poprzedzone wnikliwą analizą skutków środowiskowych, społecznych i ekonomicznych, jakie niesie ze sobą uzyskiwanie energii odnawialnej z tego źródła. Surowce energetyczne pochodzenia rolniczego powinny być wytwarzane w warunkach oszczędnego gospodarowania zasobami, a ich produkcja nie może stanowić zagrożenia dla środowiska. Energetyczne wykorzystanie biomasy powinno w pierwszej kolejności wiązać się z zagospodarowaniem odpadów z produkcji rolnej, biomasy z pielęgnacji ekosystemów chronionych i nadwyżkowej biomasy z leśnictwa.

Praca została sfinansowana ze środków na realizację projektu „Badanie skuteczności aktywnych i pasywnych metod poprawy efektywności energetycznej infrastruktury z wykorzystaniem odnawialnych źródeł energii”, realizowanego w ramach umowy o dofinansowanie nr UDA-RPPD.01.01.00-20-015/12/00 zawartej 4 czerwca 2014 r. Projekt współfinansowany przez Unię Europejską w ramach Regionalnego Programu Operacyjnego Województwa Podlaskiego 2007–2013, Działanie 1.1.

Bibliografia

Abbasi T., Abbasi S.A., 2010: Biomass energy and the environmental impacts associated with its production and utilization. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 14, s. 919–937. DOI: https://doi.org/10.1016/j.rser.2009.11.006

Ammermann K., 2008: Energetische Nutzung nachwachsender Rohstoffe – Auswirkungen auf die Biodiversität und Kulturlandschaft. Natur und Landschaft 83, s. 108–110.

Anbaufläche für nachwachsende Rohstoffe, 2014: Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe. www.fnr.de.

Banaszuk P., 2007: Wodna migracja rolniczych zanieczyszczeń obszarowych do wód powierzchniowych w zlewni górnej Narwi. Wydawnictwo Politechniki Białostockiej.

Barona E., Ramankutty N., Hyman G., Coomes O.T., 2010: The role of pasture and soybean in deforestation of the Brazilian Amazon. Environ. Res. Lett. 5, p. 1–9. DOI: https://doi.org/10.1088/1748-9326/5/2/024002

Bassam N., 1998: Energy plant species. Their use and impact on environment and development. London: James & James.

Benstead P., Jose P., Joyce C., Wade M., 1999: European Wet Grassland, Guidelines for Management and Restoration. RSPB, Sandy.

Bergsma G.C., Croezen H.J., Otten M.B.J., van Valkengoed M.P.J., 2010: Biofuels: indirect land use change and climate impact. Delft, CE Delft.

BioGrace GHG calculation tool, 2015: www.biograce.net.

BMELV, 2006: Nationaler Strategieplan der Bundesrepublik Deutschland für die Entwicklung ländlicher Räume 2007–2013. Berlin.

Bonesmo H., Skjelvlg A.O., Janzen H.H., Klakegg O., Tveito O.E., 2012: Greenhouse gas emission intensities and economic efficincy in crop production: Asystme analysis of 95 farms. Agricultural Systems, 110, p. 142–151. DOI: https://doi.org/10.1016/j.agsy.2012.04.001

CONCAWE 2006: EUCAR (European Council for Automotive R&D), European Commission – Joint Research Centre, Well-to-wheels analysis of future automotive fuels and powertrains in the European context. JRC. Well-to-wheels report Version 2b.

Dauber J., Brown C., Fernando A.L., Finnan J., Krasuska E., Ponitka. J., Styles D., Thran D., Van Groenigen K.J., Weih M., Zah R., 2012: Bioenergy from “surplus” land: environmental and socio-economic implications. BioRisk 7, p. 5–50. DOI: https://doi.org/10.3897/biorisk.7.3036

DCZT 2006: Potencjał Dolnego Śląska w zakresie rozwoju alternatywnych źródeł energii. Dolnośląskie Centrum Zaawansowanych Technologii, Sieć Energia, Politechnika Wrocławska, Wrocław.

Deutsches Maiskomitee e.V. (DMK) 2015: www.maiskomitee.de

Don A., Osborne B., Hastings A., Skiba U., Carter M.S., Drewer J., Flessa H., Freibauer A., Hyvonen N., Jones M.B., Lanigan G.J., Mander U., Monti A., Njakou Djomo S., Valentine J., Walter K., Zegada-Lizarazu W., Zenone T., 2012: Land-use change to bioenergy production in Europe: implications for the greenhouse gas balance and soil carbon. GCB Bioenergy 4, p. 372–391. DOI: https://doi.org/10.1111/j.1757-1707.2011.01116.x

Dyrektywa Parlamentu Europejskiego i Rady 2009/28/WE z 23 kwietnia 2009 r. w sprawie stosowania i promowania energii ze źródeł odnawialnych zmieniająca i wnastępstwie uchylająca dyrektywy 2001/77/WE i 2003/30/WE. Dziennik Urzędowy Unii Europejskiej, 52.

EEA (European Environment Agency), 2006: How much bioenergy can Europe produce without harming the environment? Luxembourg: Office for Official Publications of the European Communities. EEA Report 7.

Fahrig L., Baudry J., Brotons L., Burel F.G., Crist T.O., Fuller R.J., Sirami C., Siriwardena G.M., Martin J.-L., 2011: Functional landscape heterogeneity and animal biodiversity in agricultural landscapes. Ecology Letters, 14, p. 101–112. DOI: https://doi.org/10.1111/j.1461-0248.2010.01559.x

Feehan J., Petersen J.-E., 2004: A framework for evaluating the environmental impact of biofuel use. [w:] Biomass and agriculture. OECD. Sustainability, markets and policies. OECD, Paris, 151–168.

Gallejones P., Prado A., Aizpurua A., del Prado A., 2015: Life cycle assessment of first-generation biofuels using nitrogen crop model. Scienc. Tot. Environ., 505, p. 1191–1201. DOI: https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2014.10.061

Gonzalez-Garcia S., Moreira M.T., Feijoo G., Murphy R.J., 2012: Comparative life cycle assessment of ethanol production from fast-growing wood crops (black locust, eucalyptus and poplar). Biomass and bioenergy, 39, p. 378–388. DOI: https://doi.org/10.1016/j.biombioe.2012.01.028

Greenpeace zapowiada 350 tys. miejsc pracy przy OZE, 2011: Forbes. Ringier Axel Springer Polska (www.forbes.pl/artykuly/sekcje/wydarzenia/greenpeace-zapowiada-350-tys-miejsc-pracyprzy-oze,12423,1).

Grzybek A., Gradziuk P., Kowalczyk K., 2001: Słoma energetyczne paliwo. Akademia Rolnicza w Lublinie, Warszawa.

GUS 2014: Energia ze źródeł odnawialnych w 2013 r. Główny Urząd Statystyczny, Warszawa.

Herrmann A., Taube F., 2006: Die energetische Nutzung von Mais in Biogasanlagen – Hinkt die Forschung der Praxis hinterher? Berichte über Landwirtschaft 84, s. 165–197.

Isermeyer F., Zimmer Y., 2006: Thesen zur Bioenergie-Politik in Deutschland. Braunschweig: Bundesforschungsanstalt für Landwirtschaft. Arbeitsberichte des Bereichs Agrarökonomie 02/2006.

Janssens I.A., Freibauer A., Schlamadinger B., Ceulemans R., Ciais P., Dolman A.J., Heimann M., Nabuurs G.-J. Smith P., Valentini R., Schulze, E.-D., 2005: The carbon budget of terrestrial ecosystems at country-scale – a European case study. Biogeosciences, 2, 15–26. DOI: https://doi.org/10.5194/bg-2-15-2005

Kleijn D., Rundlöf M., Scheper J., Smith H. G., Tscharntke T., 2011: Does conservation on farmland contribute to halting the biodiversity decline? Trends in Ecology Evolution, 26, 9, 474–481. DOI: https://doi.org/10.1016/j.tree.2011.05.009

Klimaschutz durch Biomasse, Sondergutachten, 2007: Sachverständigenrat für Umweltfragen (SRU), Erich Schmidt Verlag.

Kopiński J., Tujaka A., 2009: Bilans azotu i fosforu w rolnictwie polskim. Woda, Środowisko, Obszary Wiejskie, 9, 4, 103–116.

Kost C., Schlegl T., Thomsen J., Nold S., Maye J. Studie Stromgestehungskosten Erneuerbare Energien. Version: 30. Mai 2012, Fraunhofer-Institut Für Solare Energiesysteme Ise.

Kupidura A., Łuczewski M., Kupidura P., 2011: Wartość krajobrazu. Rozwój przestrzeni obszarów wiejskich. PWN, Warszawa.

Lassauce A., Lieutier F., Bouget C., 2012: Woodfueal harvesting and biodiversity conservation in temperate forests: Effects of logging residue characteristics on saproxylic beetle assemblages. Biological Conservation, 147, 1, 204–212. DOI: https://doi.org/10.1016/j.biocon.2012.01.001

Ludwicka A., Grzybek A., 2010: Bilans biomasy rolnej (słomy) na potrzeby energetyki. Problemy Inżynierii Rolniczej, 2/2010, 101–111.

Marks-Bielska R., Bielski S., 2013: Wzrost roli rolnictwa w zapewnieniu bezpieczeństwa energetycznego kraju. Wieś i Rolnictwo, 4(161), s. 149–160. DOI: https://doi.org/10.53098/wir.2013.4.161/09

Morton D.C., Sales M.H., Souza C.M. Griscom B., 2011: Historic emissions from deforestation and forest degradation in Mato Grosso, Brazil: 1) source data uncertainties. Carbon Balance and Management. DOI: https://doi.org/10.1186/1750-0680-6-18

NIK, 2014: Informacja o wynikach kontroli stosowanie biopaliw i biokomponentów w transporcie. KGP-4101-01-00/2013 Nr ewid. 192/2013/P/13/054/KGP.

Nikiema P., Rothstein D.E., Miller R.O., 2012: Initial greenhouse gas emissions and nitrogen leaching losses associated with converting pastureland to short-rotation woody bioenergy crops in northen Michigan, USA., Biomass and Bioenergy, 39, 413–426. DOI: https://doi.org/10.1016/j.biombioe.2012.01.037

Nitsch J., 2007: Leitstudie 2007. Ausbaustrategie Erneuerbare Energien. Aktualisierung und Neubewertung bis zu den Jahren 2020 und 2030 mit Ausblick bis 2050. BMU, Berlin.

Nitsch J., Krewitt W., Nast M., Viebahn P., Gärtner S., Pehnt M., Reinhardt G., Schmidt R., Uihlein A., Scheurlen K., Barthel C., Fischedick M., Merten F., 2004: Ökologisch optimierter Ausbau der Nutzung erneuerbarer Energien in Deutschland. Forschungsvorhaben im Auftrag des Bundesministeriums für Umwelt, Naturschutz und Reaktorsicherheit, FKZ 901 41 803. Stuttgart, Heidelberg, Wuppertal: DLR, IFEU, Wuppertal Institut für Klima, Umwelt und Energie.

OECD/FAO, 2011: OECD-FAO Agricultural Outlook 2011–2020. OECD Publishing and FAO.

Parajuli R., Sperling K., Dalgaard T., 2015: Environmental performance of Miscanthus as a fuel alternative for district heat production. Biomass and bioenergy, 72, 104–116. DOI: https://doi.org/10.1016/j.biombioe.2014.11.011

Pawlak H., 2014: Wpływ systemu utrzymania na długowieczność krów. Poradnik Gospodarski, 2, 18–20.

Reinhardt G., Gärtner S., Patyk A., Rettenmaier N., 2006: Ökobilanzen zu BTL: Eine ökologische Einschätzung. IFEU, Heidelberg.

Rembowski Ł., 2007: Rośliny i ziarno. Miskant. Wymagania klimatyczno-glebowe. Portal Agroenergetyka.pl. http://agroenergetyka.pl/?a=article&id=14.

Rezolucja ustawodawcza Parlamentu Europejskiego z dnia 11 września 2013 r. w sprawie wniosku dotyczącego dyrektywy Parlamentu Europejskiego i Rady zmieniającej dyrektywę 98/70/WE odnoszącą się do jakości benzyny i olejów napędowych oraz zmieniającej dyrektywę 2009/28/WE w sprawie promowania stosowania energii ze źródeł odnawialnych.

http://www.europarl.europa.eu/sides/getDoc.do?pubRef=-//EP//TEXT+TA+P7-TA-2013-0357+0+DOC+XML+V0//PL&language=PL.

Rode M., Schneider C., Ketelhake G., Reißhauer D., 2005: Naturschutzverträgliche Erzeugung und Nutzung von Biomasse zur Wärme – und Stromgewinnung. Bonn, BfN-Skripten, 136.

Statistisches Bundesamt, Wiesbaden 2015: www.destatis.de.

Szczukowski S., Stolarski M., Tworkowski J., 2011: Plon biomasy wierzby produkowanej systemem eko-salix. Fragm. Agron. 28, 4, s. 104–115.

Tworkowski J., Szczukowski S., 2006: Uprawa wierzby energetycznej. [w:] Praktyczne aspekty wykorzystania odnawialnych źródeł energii. Plan energetyczny województwa podlaskiego. PFRR, Białystok, s. 35–42.

von Bauhus J., Christen O., Dabbert S., Gauly M., Heissenhuber A., Hess J., Isermeyer F., Kirschke D., Latacz-Lohmann U., Otte A., Qaim M., Schmitz P.M., Spiller A., Sundrum A., Weingarten P., 2012: Ernährungssicherung und nachhaltige Produktivitätssteigerung Stellungnahme des Wissenschaftlichen Beirats für Agrarpolitik beim Bundesministerium für Ernährung, Landwirtschaft und Verbraucherschutz. Ber. Ldw. 90, H. 1, s. 5–34.

von Carsten H.E., Theuvsen L., 2012: Einfluss der Biogasproduktion auf den regionalen Pachtmarkt. Ber. Ldw. 90, H. 1, s. 84–112.